【化学一选修3:物质结构与性质】化学材料的研发和使用,为开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力提供有力支撑。请根据你所学知识回答:
(1)太阳能热水器吸热涂层常使用一种以镍或镍合金空心球做吸收剂,则基态镍原子的外围电子排布式____________。
(2)由氧、镍和碳三种元素组成的化合物四碳基镍[Ni(CO)4]为无色挥发性剧毒液体,熔点-25℃,沸点43℃。不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂,四碳基镍的晶体类型是_________,写出一种与配体等电子体的化学式___________________。
(3)三氟化氮在太阳能电池制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到,该反应的化学方程式为3F2+4NH3=NF3+3NH4F,生成物NH4F固体所含化学键类型是_____________。往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。己知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_____________________。
(4)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硒化镓、硫化锌薄膜电池等。
①砷和稼的第一电离能关系为:As_____Ga(填“>”、“<”或“=”)
②SeO2分子的空间构型为________。
③硫化锌的晶胞结构如右图所示,锌离子的配位数是______。
己知此晶胞立方体的边长为a pm ,晶体的密度为ρg/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为__________mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
三氧化二镍(Ni2O3)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物,易碎成细粉末,常用于制造高能电池。工业上以金属镍废料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.1 | 6.5 | 3.5 | 7.1 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.7 | 4.7 | 9.2 |
(1)为了提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③___________等。
(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等。沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为___________。
(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是Na2CO3和___________。
(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为___________。
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1 mol·L-1 NiCl2 溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其它条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如右图所示,则NH4Cl的浓度最好控制为___________。
(6)如果在“沉镍”步骤把Na2CO3改为加草酸,则可以制得草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)。草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,可以制得Ni2O3,同时获得混合气体。草酸镍晶体受热分解的化学方程式为 ___________。
锰是地壳中广泛分布的元素之一,锰对人类的生产生活非常重要,是化学试剂、医药、焊接、油漆、合成工业等的重要原料。
(1)金属锰的工业制备。已知Al的燃烧热为c kJ·mol-1,其余相关热化学方程式为:
3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
3Mn3O4(s)+8Al(s)=9Mn(s)+4Al2O3(s) ΔH2=b kJ·mol-1
则 3MnO2(s)+4Al(s)=3Mn(s)+2Al2O3(s) ΔH=___________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)MnCO3是一种广泛且重要的锰盐原料。通过焙烧MnCO3可以制取MnO2,反应方程式为:2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)。下图为装置示意图:
① 2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)的化学平衡常数表达式K=_________。
② 在反应过程中需要用真空抽气泵不断抽气,其目的除保证反应持续进行外,还有___________。
(3)MnO2是一种常用的催化剂。MnO2催化降解甲醛的反应机理如下图所示:
图中X表示的粒子是__________,该反应的总反应方程式为___________。
(4)MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2,电解时总反应的离子方程式为:_________,电解过程中阴极附近的pH__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)
牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的。经查文献获悉,某品牌牙膏中摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成,牙膏中其它成分不与酸、碱反应。
I.测定牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量:利用下图所示装置进行实验,充分反应后,通过测定C中生成沉淀的质量来确定样品中碳酸钙的质量分数。图中夹持仪器略去。
依据实验过程回答下列问题:
(1)以下检查整套装置气密性的操作正确的是___________(填字母代号)。
a. 组装好仪器后,关闭K1和K3、打开K2,分液漏斗中装水。打开分液漏斗的两个活塞,若漏斗中水下滴一会后停止,且液面不再降低,则整套装置不漏气。
b. 裝好药品后,关闭K1和K3、打开K2。打开分液漏斗的两个活塞,若漏斗中盐酸下滴一会后停止,且液面不再降低,则整套装置不漏气。
c. 短时间轻微加热B,若A中溶液进入长导管,C中长导管冒气泡,则整套装置不漏气。
(2)实验过程中需持续缓慢通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有
___________。
(3)盐酸有一定程度的挥发性,为什么实验时不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置?___________。
(4)实验中准确称取20.00 g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为7.88 g。则样品中碳酸钙的质量分数为___________。
II.为确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在,请设计实验。
实验步骤 | 预期现象与结论 |
取适量牙膏样品于试管中,___________。 | ___________。 |
常温下饱和CO2溶液的pH约为5.6。向某未知浓度的Na2CO3溶液中滴入已知浓度的盐酸时,用 pH传感器测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 该Na2CO3溶液的浓度为0.001mol/L
B. 在pH=7时,c(Na+)> c(Cl﹣)
C. 在pH=6时,c(Na+)>c(CO32﹣)>c(HCO3﹣)
D. c→d发生的主要离子反应为:CO32﹣+H+=HCO3﹣
某温度下在2L密闭容器中加人一定量A,发生以下化学反应:2A(g)B(g)+C(g) ΔH =-48.25kJ/mol。反应过程中B、A的浓度比与时间t有右图所示关系,若测得第15min时c(B)=1.6mol/L,下列结论正确的是
A.反应达平衡时,A的转化率为80%
B.A的初始物质的量为4mol
C.反应到达平衡时,放出的热量是193kJ
D.15min时,v正= v逆=0